العمليات الخارجية المؤثرة على سطح الأرض^(*)

اذا كانت الجبال هي النتيجة المباشرة للعمليات الداخلية فان هناك ايضا عمليات خارجية تؤدي دورا مكملا للعمليات الداخلية في تكوين معالم وظواهر سطح الارض.

ولعل الدور الاكبر الذي تؤديه تلك العمليات الخارجية هي ازالة تلك الجبال وجعلها حطاما ونقل هذا الحطام من اماكنه الاصلية الى اماكن اخرى ثم ترسيبه اياه.

ويطلق على هذه العمليات اسم شامل له وهو التعرية denudation وتشمل كلا من التجوية weathering والنقل transportation والترسيب depositionولكل منها عوامله ووظائفه ونتائجه.

التجوية

والتجوية هي اولى مراحل تلك العمليات الثلاث والتي تنتهي بالترسيب مع الاخذ في الاعتبار انه لا يوجد فاصل بين عملية واخرى بل ان العمليات الثلاث تتداخل فيم بينهما في معظم الاحيان.

والتجوية – من ناحية اخرى – ليست ظاهرة جيومورفولوجية فحسب بل انها من اكثر الظواهر الجيولوجية اهمية لحياة الانسان لسبب بسيط للغاية وهو ان التربة الزراعية التي لا يستقيم للنبات الحياة بدونها انما هي من حصيلة التجوية ونتائجها. كما ان بعض نواتج التجوية هي في الحقيقة الامر تمثل تجمعا معدنيا له قيمة اقتصادية في الحياة البشر. وهو ما سوف نفصله فيما بعد وتنقسم التجوية الى قسمين: -

﴿أ﴾ تجوية فيزيائية ﴿ميكانيكية﴾

: physical weathering mechanical

ويقصد بهذا النوع من التجوية٬ العمليات الطبيعية التي تؤدي الى تحطيم الصخر وتفككه الى فئات وحطام صخري دون المساس بالتركيب الكيميائي ويرادف التجوية الفيزيائية مصطلح التفكك ﴿التفتت﴾ disintegration.

﴿ب﴾ التجوية الكيميائية:

وتنشا عادة من تفاعل الماء ومكونات الهواء الغازية مع المعادن المكونة للصخور فتحول بعض المعادن الى معادن اخرى. ويرادف التجوية الكيميائية مصطلح التحلل decomposition والتجوية الميكانيكية ﴿التفكك﴾ والتجوية الكيميائية ﴿التحلل﴾ تعملان معا في الغالب وربما سادت احدهما على الاخرى حسب الظروف المناخية وعلى سبيل المثال فان التحلل يسود في المناطق الرطبة والدافئة بينما يسود التفكك في المناطق الصحراوية الجافة.

﴿أ﴾ التجوية الفيزيائية:

ان المهمة الرئيسية للتجوية الفيزيائية هي تفكك الصخر وبالتالي زيادة مساحة سطحه ومن ثم زيادة فاعلية التجوية الكيميائية.

وفيما يلي عرض لاهم عوامل التجوية الميكانيكية: -

1. التمدد والانكماش الحراري thermal expansion and contraction:

تعتبر الصخور بصفة عامة من المواد الرديئة التوصيل الحرارة ولما كان الصخر – اي صخر – يتكون من عدة معادن وان لكل معدن خصائصه الحرارية الخاصة به سواء اكانت هذه الخصائص تتعلق بمعامل التمدد او الحرارة النوعية. فان تاثير درجات الحرارة يظهر واضحا على الصخور مع البعد الزمني الكبير.

فاختلاف درجات الحرارة وهو اختلاف كبير في المناطق الصحراوية بين الليل والنهار الذي قد يصل في بعض الاحيان الى 35م⁵ في اليوم الواحد وهناك ايضا الفروق الموسمية بين الفصول المختلفة. كل هذا يؤدي الى تكرار عملية تمدد المعادن وانكماشها وبالنظر الى اختلاف معاملات التمدد الحراري للمعادن فانها تعمل بمرور الزمن على التفكك من بعضها البعض من خلال الضغوط الناتجة من تمدد المعادن بالحرارة مما يؤدي الى اجهاد stress الصخر وبالتالي خلخله المستويات العليا من الصخر وكونا غطاء من الفتات الصخري. وتعرف هذه العملية باسم التقشر exfoliation. وعندما يزال هذا الغطاء بفعل الرياح او المياه الجارية فان الصخر يصبح معرضا لتكرار نفس التاثير... وهكذا.

1. اثر تجمد المياه frost wedging:

كثيرا ما تحتوي الصخور على شقوق وفواصل ومسام صخرية وعندما يتغلغل فيها الماء وبتاثير الحرارة المنخفضة التي تصل الى ما دون الصفر التي يتجمد فيها الماء.

وينتج عن تجمد الماء وتحوله الى جليد زيادة نسبيا في الحجم تصل الى 10٪ وتسبب هذه الزيادة ضغطا على الشقوق والفواصل والمسام الامر الذي يؤدي الى اتساعها وبتكرار عملية التجمد يتفكك الصخر الى حطام صخري.

1. ازالة الحمل unloading:

من المعروف ان الصخور في حالة اتزان مع بعضها البعض بمعنى ان الطبقات السفلى من الصخور في حالة اتزان – من حيث الضغط – مع الطبقات التي تعلوها لان الضغط ها متجانس في جميع الاتجاهات. فاذا حدث ترسيب بعد ذلك فان الضغط يزداد على الطبقات السفلى. ولا يحدث لهذه الطبقات اي تشوه ما لم يتعد الضغط الواقع عليه حد المرونة. وكل ما هناك انه سوف يحدث تغير في الحجم بحيث تنضغط الطبقات السفلى بتاثير الضغط الناتج من زيادة الحمل.

فاذا ازيل هذا الحمل بسبب عمليات التعرية فانه سوف يحدث اختلال في حالة الاتزان القائمة والتي سادت ما بين الضغط الخارجي ﴿من طبقات الصخور العلوية﴾

والضغط الداخلي المضاد لاتجاه الضغط الخارجي﴿من طبقات الصخور السفلية﴾.

وكرد فعل لهذا الاختلال في الاتزان فان الضغط الداخلي سوف يعمل على اعادة الطبقات السفاية – التي تقلص حجمها – الى حجمها الاصلي الذي كانت عليه قبل زيادة الحمل مما يؤدي الى تكوين مجموعة من الشقوق والفواصل موازية للسطح الخارجي للطبقات الصخرية مما يؤدي الى عملية التقشر ويختلف سمك هذه القشور او الصفائح sheets من عدة سنتيمترات قرب السطح الى عدة امتار في الاعماق.

1. تاثير الغلاف الحيوي biosphere effect:

ويتلخص تاثير الغلاف الحيوي في كل من فعل النبات والحيوان والانسان. وفيما يلي تفصيل لتاثير كل منهما: -

أ﴾ النبات:

عندما يمد النبات جذوره في التربة او الشقوق والفواصل الصخرية فانه الحقيقة يزيد من اتساع تلك الشقوق والفواصل كما ان نمو الجذور يؤدي الى نشوء قوى ضغط شديدة على الصخور فتعمل على تحطيمها.

ب﴾ الحيوان:

ان الكثير من الحيوانات التي تتخذ من اديم الارض ماوى لها تساهم الى حد كبير في عمليات التجوية الميكانيكية. فالحيوانات الحافرة burroeing مثل ديدان الارض والحيوانات القارضة rodents كالارانب والفئران وكذلك النمل الابيض termites تعمل على تفتيت المواد الصخرية وجعلها حطاما وفتاتا من السهل بعد ذلك نقلها بفعل عوامل المختلفة.

ج﴾ الانسان:

ان النشاط الانساني قد ساهم الى حد كبر في التجوية الميكانيكية فبناء المدن والمجتمعات السكانية وما يتبعها من شق الطرق قد ادى الى ازالة ما يعترضه من تلال. كما ان اعمال المناجم والمحاجر وحفر الاتفاق قد ادى بالتبعية الى ازالة الغطاء الصخري في سبيل الوصول الى مواضع الطبقات الحاملة للخدمات.

ولا شك ايضا ان اقتطاعه احجار البناء قد ادى الى تعريض اجزاء جديدة من الصخور لتاثير التجوية بشقيها الميكانيكي والكيمائي.

ولا يجب ان نغفل اثر النشاط البشرى في تبديد الموارد الطبيعية كالترب والتحكم في الجريان الطبيعي للانهار باقامته السدود الذي ينتج عنها بالتالي اختلاف معدل النحت والترسيب على طول اجزاء المجرى النهري.

﴿ب﴾ التجوية الكيميائية chemical weathering:

ومهمتها الاساسية التغيير الكيميائي للمحتوى المعدني لصخور ولا سيما المعادن القابلة للتغيير والتجوية لكيميائية انشط ما تكون في المناطق الرطبة الدافئة ومن اهم عوامل التجوية الكيميائية: -

1. الذوبان dissolution:

على الرغم من قلة المعادن للذوبان في الماء الا ان تاثير الذوبان يكون ذا اهمية خاصة في المناطق التي تحوي رواسب وصخورا ملحية ﴿مثل الملح الصخري﴾. غير ان الماء تزداد فاعليته وتاثيره على الصخور اذا اتحد بغاز ثاني اكسيد الكربون مكونا حمض الكربونيك الذي يؤثرعلى الصخور الجيرية التي تتكون اساسا من معدن الكالسيت ﴿لا تذوب في الماء﴾ الى بيكربونات كالسيوم cahco_{3 2}﴿تذوب في الماء﴾ ومعنى هذا انتقال المادة الصخرية الى محلول مائي تاركه مكانها فراغات وفجوات وقد تكون باستمرار عملية الذوبان مجاري وذوبان وكهوف ومغارات.

1. التميؤ hydrolysis:

وهي عملية من شانها اتحاد الماء مع بعض المعادن التي تتكون منها الصخور وينتج عنها ظهور معادن جديدة ذات صفات وخصائص جديدة تماما.

ومن اشهر الامثلة الدالة على التميؤ معادن الفلسبار التي ينتج عن اتحادها بالماء تكون معادن طينية clay minerals٬ وبطبيعة الحالة فان عملية التميؤ التي تحدث للمعادن تكون انشط ما يكون في المناطق الرطبة والاستوائية حيث يقوم الماء بالدور الاساسي فيها.

1. الاكسدة oxidation:

وهي عملية من شانها تحويل بعض المعادن الى معادن اخرى عن طريق اتحاد الاكسجين مع بعض العناصر السريعة الاتحاد به مثل عنصر الحديد وذلك في وجود الماء كعامل مساعدة. مثل تاكسد معدن البيريت الى الليمونيت.

وعلى هذا الاساس فان مركبات الحديدوز في معظم الصخور النارية تتحول الى مركبات جديديك حيث تنكسر جزئيات السيليكات المعقدة.

1. التكربن  carbonation:

من المعروف ان غاز ثاني اكسيد الكربون قابل للاتحاد بالماء حيث يكونان معا حمضا ضعيفا هو حمض الكربونيك.

ويتفاعل حمض الكربونيك بدوره مع الصخور الجيرية مكونا بيكربونات الكالسيوم وهي مادة ذائبة. حيث ينشا عن هذا التكون ظهور الفجوات والكهوف والمغارات في الصخور الجيرية.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

(*) د/ مصطفى يعقوب